CN111370539A - 一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，包括：(1)、在硅基体一面生长掩膜层作为硅基体的正面；(2)、在掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干；(3)、对硅基体硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，形成掺杂多晶硅层；(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能电池技术领域，具体涉及一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法。
背景技术
太阳能电池是将太阳能转化为电能的基础器件。随着太阳能电池的不断进步，高效降本已经成为当前太阳能电池产业化发展的重要方向，高效结构设计和提高制造良率是实现这一目标的关键。其中选择性发射极结构由于其独特的技术优势被广泛研究和使用。选择性发射极技术是在电池的电极下面进行重掺杂，在非金属接触的发射极区域进行浅掺杂，这一技术，不仅可以降低扩散层少子复合速率，提高电池的短波响应和开路电压，还可以降低电池的串联电阻，改善电池短路电流和填充因子，从而提高转换效率。
常见的硼掺杂选择性发射极的制备方法为两次扩散法，该方法是通过先高温沉积硼源，接着用激光进行掺杂，清洗后再进行高温氧化，从而形成选择性发射极，硅基体会两次进入高温硼扩炉管，对硅基体造成高温损伤，此外，激光掺杂也会引入激光损伤。另外，硼掺杂的选择性发射极的制备方法还有湿化学刻蚀法，该方法是先制备深结硼扩散，再在硼扩面制备图形化的掩膜，掩膜后利用刻蚀浆料将没有掩膜的区域刻蚀成轻掺杂区，形成选择性发射极，该方法利用化学腐蚀浆料直接对硼扩区进行刻蚀，会破坏表面的金字塔结构，使反射率升高，引起电流损失。
鉴于此，提供一种工艺过程简单、耗时短、成本低的具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法十分必要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺过程简单、耗时短和成本低、且能精确具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法。
本发明的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，其技术方案为：包括以下步骤：
(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；
(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干；在烘干过程中，所述刻蚀浆料层与掩膜层发生反应，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；其中，所述刻蚀浆料层仅与所述掩膜层进行反应；
(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；
(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；
(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；
(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；
(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。
本发明提供的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，还包括如下附属技术方案：
其中，在步骤(2)中，局部印刷的所述刻蚀浆料层的印刷图形与正面副栅图形相同。
其中，在步骤(3)之前，所述方法还包括：
(3)’，对步骤(2)处理后的硅基体进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层。
其中，在步骤(2)中，所述掩膜层为SiO2介质膜或SiNX介质膜，或SiO2与SiNX形成的叠层膜，其厚度为20-100nm，制备方法为PECVD或ALD。
其中，在步骤(3)中，硼扩散的硼源为三溴化硼，扩散温度为900～1070℃，扩散时间为90～240min，扩散后的方阻值为50～200Ω/sqr。
其中，在步骤(3)’中，对步骤(2)处理后的硅基体采用清水进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层，清水温度为40-80℃。
其中，在步骤(5)中；所述隧穿氧化层采用二氧化硅制作，其厚度为0.5～2nm，制备方式为硝酸氧化法、高温热氧化法、臭氧氧化法或原子层沉积法；
其中，当制备方式为高温热氧化法时，在常压、纯氧、温度500～700℃条件下，反应10～20min；
当制备方式为硝酸氧化法时，采用质量分数为60～68％的硝酸溶液，在80～100℃的反应温度下，反应4～10min。
其中，在步骤(5)中，在硅基体背表面生长掺杂非晶硅层的方式为磁控溅射法，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.1～0.7Pa，反应温度为100～300℃，反应10min～3h。
其中，所述正面钝化减反膜是SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合，背面钝化减反膜是SiO2、SiNX介质膜中的一种或任几种的组合。
其中，在步骤(7)中，采用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅，采用银浆印刷背面主栅和背面副栅；其中，背面副栅线宽为35～90um，互相平行设置；正面副栅线宽为30～90um，互相平行设置。
本发明的实施包括以下技术效果：
本发明采用一次硼扩散形成选择性发射极，避免了两次扩散法形成选择性发射极的方法，两次高温扩散对硅基体的高温损伤，提高硅基体的少子寿命，同时也简化了工艺，缩减了工序提高产能。此外，本发明使用选择性刻蚀浆料对掩膜进行刻蚀，避免了常用的化学刻蚀法直接刻蚀发射极，形成选择性发射极时对硅基体金字塔绒面的直接损伤，能够有效避免因金字塔绒面损伤带来的反射率增加，从而提高太阳能电池的电流，提高效率，同时也避免了化学刻蚀的刻蚀速率不易控制的缺点。
附图说明
图1为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(1)’后的电池结构截面示意图。
图2为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(1)后的电池结构截面示意图。
图3为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(2)后的电池结构截面示意图。
图4为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(3)’后的电池结构截面示意图。
图5为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(3)后的电池结构截面示意图。
图6为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(4)后的电池结构截面示意图。
图7为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中制备完超薄隧穿氧化层后的电池结构截面示意图。
图8为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中制备完掺杂的非晶硅层后的电池结构截面示意图。
图9为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(5)中退火处理后的电池结构截面示意图。
图10为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(6)后的电池结构截面示意图。
图11为本发明实施例的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法步骤(7)后的电池结构截面示意图。
图中，1-N型晶体硅基体，2-掩膜层，3-刻蚀浆料层，41-轻掺杂区域，42-重掺杂区域，5-BSG硼硅玻璃层，6-超薄隧穿氧化层，7-掺杂的非晶硅层，8-掺杂的多晶硅层，9-背面钝化薄膜，10-正面钝化减反膜，11-正面副栅，12-背面副栅。
具体实施方式
下面结合实例对本发明进行详细的说明。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到保护。
本发明的一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，
包括以下步骤：
(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；
(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干；在烘干过程中，所述刻蚀浆料层与掩膜层发生反应，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；其中，所述刻蚀浆料层仅与所述掩膜层进行反应；
(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；
(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；
(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；
(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；
(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。
在一个实施例中，在步骤(1)中，N型晶体硅基体的电阻率为1～5Ω·cm，厚度为80～200μm。
在一个实施例中，在步骤(2)中，局部印刷的所述刻蚀浆料层的印刷图形与正面副栅图形相同。
优选地，在步骤(3)之前，所述方法还包括：
(3)’，对步骤(2)处理后的硅基体进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层。
在一个实施例中，在步骤(2)中，所述掩膜层为SiO2介质膜或SiNX介质膜，或SiO2与SiNX形成的叠层膜，其厚度为20-100nm，制备方法为PECVD或ALD。
在一个实施例中，在步骤(3)中，硼扩散的硼源为三溴化硼，扩散温度为900～1070℃，扩散时间为90～240min，扩散后的方阻值为50～200Ω/sqr。
在一个实施例中，在步骤(3)’中，对步骤(2)处理后的硅基体采用清水进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层，清水温度为40-80℃。
在一个实施例中，在步骤(5)中，高温退火的温度为800-1000℃，时间为20-120min。
在一个实施例中，在步骤(5)中；所述隧穿氧化层采用二氧化硅制作，其厚度为0.5～2nm，制备方式为硝酸氧化法、高温热氧化法、臭氧氧化法或原子层沉积法；
其中，当制备方式为高温热氧化法时，在常压、纯氧、温度500～700℃条件下，反应10～20min；
当制备方式为硝酸氧化法时，采用质量分数为60～68％的硝酸溶液，在80～100℃的反应温度下，反应4～10min。
在一个实施例中，在步骤(5)中，在硅基体背表面生长掺杂非晶硅层的方式为磁控溅射法，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.1～0.7Pa，反应温度为100～300℃，反应10min～3h。
在一个实施例中，所述正面钝化减反膜是SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合，背面钝化减反膜是SiO2、SiNX介质膜中的一种或任几种的组合。
在一个实施例中，在步骤(7)中，采用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅，采用银浆印刷背面主栅和背面副栅；在一个实施例中，背面副栅线宽为35～90um，互相平行设置；正面副栅线宽为30～90um，互相平行设置。
可选地，在步骤(1)之前，所述方法还包括：
步骤(1)’、选择N型晶体硅基体，并对N型晶体硅基体进行两面制绒处理。
本发明采用一次硼扩散形成选择性发射极，避免了两次扩散法形成选择性发射极的方法，两次高温扩散对硅基体的高温损伤，提高硅基体的少子寿命，同时也简化了工艺，缩减了工序提高产能。此外，本发明使用选择性刻蚀浆料对掩膜进行刻蚀，避免了常用的化学刻蚀法直接刻蚀发射极，形成选择性发射极时对硅基体金字塔绒面的直接损伤，能够有效避免因金字塔绒面损伤带来的反射率增加，从而提高太阳能电池的电流，提高效率，同时也避免了化学刻蚀的刻蚀速率不易控制的缺点。
下面将以具体的实施例对发明的制备方法进行详细地说明。
实施例1
步骤(1)’、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为5Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为170μm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、将步骤(1)’处理后的N型晶体硅基体1，选择其中任一面，利用PECVD的方式生长掩膜层2。其中，掩膜层2的制作材料为SiO2，厚度为20nm。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、在步骤(1)处理后的N型晶体硅基体1的掩膜层2上局部印刷图形化的刻蚀浆料层3，印刷图形与金属化图形的细栅相同，该刻蚀浆料仅与掩膜反应，对金字塔绒面不造成损伤。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)’、将步骤(2)处理后的N型晶体硅基体放入50℃的热水中进行清洗浆料，将印刷的刻蚀浆料层3清洗掉，同时浆料下方的掩膜层2被腐蚀掉。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(3)、将步骤(3)’处理后的N型晶体硅基体放入硼扩散炉进行扩散，扩散方式为单面扩散，有掩膜的区域形成轻掺杂区域41，没有掩膜的区域形成重掺杂区域42。其中，硼扩散的源为三溴化硼，扩散温度为1020℃，扩散时间为240min，轻掺杂区域方阻200Ω/sqr，重掺杂区域方阻50Ω/sqr。且轻掺杂区域和重掺杂区域上覆盖一层BSG硼硅玻璃层5，部分掺杂源绕扩到背面，形成BSG硼硅玻璃层5。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体的背面进行刻蚀处理，在背面形成平坦的表面形貌，同时将正面的BSG硼硅玻璃层5和掩膜层2去除。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(5)、在步骤(4)处理后的N型晶体硅基体的背表面生长一层超薄隧穿氧化层6，该超薄隧穿氧化层的成分为二氧化硅，二氧化硅的制备方法为热氧化，该二氧化硅层厚度为2nm；完成本步骤后的电池结构如图7所示。然后在超薄隧穿氧化层6的外面利用PVD的方法，沉积一层掺杂的非晶硅层7，具体地，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.1Pa，反应时间为50min，反应温度为300℃，完成本步骤后的电池结构如图8所示。最后对N型晶体硅基体1进行退火处理，将背面的掺杂原子激活完成晶化，形成掺杂的多晶硅层8，退火温度为800℃，退火时间为40min，完成本步骤后的电池结构如图9所示。
(6)、将步骤(5)处理后的N型晶体硅基体1的背面沉积一层氮化硅钝化薄膜9，膜厚120nm，在其正面沉积一层氧化铝和氮化硅的叠层膜10。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
(7)、将步骤(6)处理后的N型晶体硅基体1，首先在背表面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅并进行烘干，其中背面副栅12线宽45um，互相平行。在N型晶体硅基体1的正表面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅11，其中正面副栅11线宽45um且互相平行；完成本步骤后的电池结构如图11所示。然后将N型晶体硅基体1传送入带式烧结炉进行烧结，烧结峰值温度为800℃，至此完成具有硼掺杂选择性发射极的太阳能电池的制备。
实施例2
步骤(1)’、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为1Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为100μm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、将步骤(1)’处理后的N型晶体硅基体1，选择其中任一面，利用PECVD的方式生长掩膜层2。其中，掩膜层2的制作材料为SiNX，厚度为50nm。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、在步骤(1)处理后的N型晶体硅基体1的掩膜层2上局部印刷图形化的刻蚀浆料层3，印刷图形与金属化图形的细栅相同，该刻蚀浆料仅与掩膜反应，对金字塔绒面不造成损伤。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)’、将步骤(2)处理后的N型晶体硅基体放入40℃的热水中进行清洗浆料，将印刷的刻蚀浆料层3清洗掉，同时浆料下方的掩膜层2被腐蚀掉。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(3)、将步骤(3)’处理后的N型晶体硅基体放入硼扩散炉进行扩散，扩散方式为单面扩散，有掩膜的区域形成轻掺杂区域41，没有掩膜的区域形成重掺杂区域42。其中，硼扩散的源为三溴化硼，扩散温度为900℃，扩散时间为90min，轻掺杂区域方阻50Ω/sqr，重掺杂区域方阻50Ω/sqr。在硼扩散过程中，且轻掺杂区域和重掺杂区域上覆盖一层BSG硼硅玻璃层5，部分掺杂源绕扩到背面，形成BSG硼硅玻璃层5。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体的背面进行刻蚀处理，在背面形成平坦的表面形貌，同时将正面的BSG硼硅玻璃层5和掩膜层2去除。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(5)、在步骤(4)处理后的N型晶体硅基体的背表面生长一层超薄隧穿氧化层6，该超薄隧穿氧化层的成分为二氧化硅，二氧化硅的制备方法为高温热氧化法，具体地，将步骤(6)处理后的N型晶体硅基体置于常压、纯氧、温度500℃条件下，反应10min，形成厚度为3nm二氧化硅层；完成本步骤后的电池结构如图7所示。然后在超薄隧穿氧化层6的外面利用磁控溅射法的方法，沉积一层掺杂的非晶硅层7。具体地，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.4Pa，反应时间为50min，反应温度为100℃，完成本步骤后的电池结构如图8所示。最后对N型晶体硅基体1进行退火处理，将背面的掺杂原子激活完成晶化，形成掺杂的多晶硅层8，退火温度为1000℃，退火时间为20min，完成本步骤后的电池结构如图9所示。
(6)、将步骤(5)处理后的N型晶体硅基体1的背面沉积一层氮化硅与二氧化硅的复合膜作为钝化薄膜9，膜厚120nm，在其正面沉积一层氧化铝和二氧化硅的叠层膜10。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
(7)、将步骤(6)处理后的N型晶体硅基体1，首先在背表面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅并进行烘干，其中背面副栅12线宽90um，互相平行。在N型晶体硅基体1的正表面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅11，其中正面副栅11线宽90um且互相平行；完成本步骤后的电池结构如图11所示。然后将N型晶体硅基体1传送入带式烧结炉进行烧结，烧结峰值温度为800℃，至此完成具有硼掺杂选择性发射极的太阳能电池的制备。
实施例3
步骤(1)’、选择N型晶体硅基体1，并对N型晶体硅基体1进行双面制绒处理；其中，N型晶体硅基体1的电阻率为3Ω·cm；N型晶体硅基体1的厚度为170μm。完成本步骤后的电池结构如图1所示。
步骤(1)、将步骤(1)’处理后的N型晶体硅基体1，选择其中任一面，利用PECVD的方式生长掩膜层2。其中，掩膜层2的制作材料为SiO2与SiNX形成的叠层膜，厚度为100nm。完成本步骤后的电池结构如图2所示。
步骤(2)、在步骤(1)处理后的N型晶体硅基体1的掩膜层2上局部印刷图形化的刻蚀浆料层3，印刷图形与金属化图形的细栅相同，该刻蚀浆料仅与掩膜反应，对金字塔绒面不造成损伤。完成本步骤后的电池结构如图3所示。
步骤(3)’、将步骤(2)处理后的N型晶体硅基体放入80℃的热水中进行清洗浆料，将印刷的刻蚀浆料层3清洗掉，同时浆料下方的掩膜层2被腐蚀掉。完成本步骤后的电池结构如图4所示。
步骤(3)、将步骤(3)’处理后的N型晶体硅基体放入硼扩散炉进行扩散，扩散方式为单面扩散，有掩膜的区域形成轻掺杂区域41，没有掩膜的区域形成重掺杂区域42。其中，硼扩散的源为三溴化硼，扩散温度为1070℃，扩散时间为220min，轻掺杂区域方阻100Ω/sqr，重掺杂区域方阻70Ω/sqr。且轻掺杂区域和重掺杂区域上覆盖一层BSG硼硅玻璃层5，部分掺杂源绕扩到背面，形成BSG硼硅玻璃层5。完成本步骤后的电池结构如图5所示。
步骤(4)、将步骤(3)处理后的N型晶体硅基体的背面进行刻蚀处理，在背面形成平坦的表面形貌，同时将正面的BSG硼硅玻璃层5和掩膜层2去除。完成本步骤后的电池结构如图6所示。
步骤(5)、在步骤(4)处理后的N型晶体硅基体的背表面生长一层超薄隧穿氧化层6，该超薄隧穿氧化层的成分为二氧化硅，二氧化硅的制备方法为硝酸氧化法，具体地，将步骤(6)处理后的N型晶体硅基体置于质量分数为60～68％的硝酸溶液中，在80～100℃的反应温度下，反应4～10min形成厚度为2nm二氧化硅层；完成本步骤后的电池结构如图7所示。然后在超薄隧穿氧化层6的外面利用PVD的方法，沉积一层掺杂的非晶硅层7，其中，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.7Pa，反应时间为50min，反应温度为300℃，完成本步骤后的电池结构如图8所示。最后对N型晶体硅基体1进行退火处理，将背面的掺杂原子激活完成晶化，形成掺杂的多晶硅层8，退火温度为900℃，退火时间为60min，完成本步骤后的电池结构如图9所示。
(6)、将步骤(5)处理后的N型晶体硅基体1的背面沉积一层二氧化硅的钝化薄膜9，膜厚100nm，在其正面沉积一层二氧化硅和氮化硅的叠层膜10。完成本步骤后的电池结构如图10所示。
(7)、将步骤(6)处理后的N型晶体硅基体1，首先在背表面使用银浆印刷背面主栅和背面副栅并进行烘干，其中背面副栅12线宽90um，互相平行。在N型晶体硅基体1的正表面使用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅11，其中正面副栅11线宽90um且互相平行；完成本步骤后的电池结构如图11所示。然后将N型晶体硅基体1传送入带式烧结炉进行烧结，烧结峰值温度为800℃，至此完成具有硼掺杂选择性发射极的太阳能电池的制备。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种具有选择性发射极的太阳能电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、在双面制绒处理后的硅基体任意一面生长掩膜层，该生长掩膜层的一面作为硅基体的正面；
(2)、在硅基体正面的所述掩膜层上局部印刷刻蚀浆料层，并烘干，使得印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被刻蚀掉，未印刷刻蚀浆料层区域的掩膜层被保留；
(3)、对硅基体进行硼扩散处理，以在不含掩膜层的区域形成重掺杂区域，含掩膜层的区域形成轻掺杂区域，从而形成正面硼选择性发射极；在硼扩散过程中，所述轻掺杂区域和重掺杂区域上会覆盖硼硅玻璃层，形成正面硼硅玻璃层，同时部分掺杂源绕扩到背面边缘区域，形成背面硼硅玻璃层；
(4)、将硅基体背面的制绒面刻蚀成平面，同时去除所述正面硼硅玻璃层；
(5)、在硅基体背面生长隧穿氧化层和掺杂非晶硅层，并进行退火处理，以将硅基体背面的掺杂原子激活，完成晶化，形成掺杂多晶硅层；
(6)、在硅基体背面沉积背面钝化薄膜，在硅基体正面沉积正面钝化减反膜；
(7)在硅基体正面印刷正面主栅和正面副栅，在硅基体背面印刷背面主栅和背面副栅，并进行烘干处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，局部印刷的所述刻蚀浆料层的印刷图形与正面副栅图形相同。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)之前，所述方法还包括：
(3)’，对步骤(2)处理后的硅基体进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述掩膜层为SiO2介质膜或SiNX介质膜，或SiO2与SiNX形成的叠层膜，其厚度为20-100nm，制备方法为PECVD或ALD。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，硼扩散的硼源为三溴化硼，扩散温度为900～1070℃，扩散时间为90～240min，扩散后的方阻值为50～200Ω/sqr。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)’中，对步骤(2)处理后的硅基体采用清水进行清洗，以去除刻蚀浆料层、以及刻蚀浆料层下方的掩膜层，清水温度为40-80℃。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中；所述隧穿氧化层采用二氧化硅制作，其厚度为0.5～2nm，制备方式为硝酸氧化法、高温热氧化法、臭氧氧化法或原子层沉积法；
其中，当制备方式为高温热氧化法时，在常压、纯氧、温度500～700℃条件下，反应10～20min；
当制备方式为硝酸氧化法时，采用质量分数为60～68％的硝酸溶液，在80～100℃的反应温度下，反应4～10min。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在步骤(5)中，在硅基体背表面生长掺杂非晶硅层的方式为磁控溅射法，将硅基体置于氩气氛围中，调整反应气压为0.1～0.7Pa，反应温度为100～300℃，反应10min～3h。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述正面钝化减反膜是SiO2、SiNX或Al2O3介质膜中的一种或任几种的组合，背面钝化减反膜是SiO2、SiNX介质膜中的一种或任几种的组合。
10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(7)中，采用掺铝银浆印刷正面主栅和正面副栅，采用银浆印刷背面主栅和背面副栅；其中，背面副栅线宽为35～90um，互相平行设置；正面副栅线宽为30～90um，互相平行设置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200703 |
|
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